ブラックホール周辺の衝撃波による粒子加速を解明― 高エネルギーニュートリノの起源に新たな手がかり ―

2026/07/24

芝浦工業大学（東京都江東区／学長山田純）システム理工学部井上芳幸教授（高エネルギー宇宙物理研究室）、大阪大学レーザー科学研究所 Minh Nhat Ly 特任研究員、千徳靖彦教授、佐野孝好教授らの研究グループは、巨大ブラックホール周辺に形成される衝撃波^※1によって、粒子が効率的に加速される仕組みを大規模シミュレーションにより解明しました。

近年、南極の観測装置IceCubeにより、近傍の活動銀河^※2から高エネルギーニュートリノ^※3が検出されています。しかし、その起源となる高エネルギー粒子がどのように生成されるのかは未解明でした。
ブラックホール周辺での粒子加速には、乱流や磁気再結合など複数の理論が提案されてきましたが、本研究ではその中でも「衝撃波による加速」に着目しました。
その結果、衝撃波によって陽子が効率的に加速され、観測されているニュートリノを説明し得ることを示しました。特に、これまで効率が低いと考えられていた弱い衝撃波でも粒子加速が成立することを明らかにした点が重要です。
本成果は、高エネルギーニュートリノの起源の理解に新たな手がかりを与えるものです。

<用語説明>
※1　衝撃波：超音速の流れによって生じる急激な物理状態の変化。宇宙空間のように粒子同士の衝突がほとんど起こらない環境では、「無衝突衝撃波」と呼ばれ、粒子と電磁場の相互作用によって形成される。
※2　ニュートリノ：ほとんど物質と相互作用しない素粒子で、宇宙の極限環境から到来する。
※3　活動銀河：中心にある巨大ブラックホールが周囲のガスを活発に取り込み、中心核がきわめて明るく輝いている銀河。

高エネルギー宇宙物理研究室（井上芳幸研究室）

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